TechCodeview

ה FPGA ו CPLD התקנים נוצרו כדי להשיג את צפיפות המעגל והמהירות של ASIC (מעגל משולב ספציפי ליישום) מכשירים, אך עם זמן אספקה ​​קצר יותר עבור מכשירים הניתנים לתכנות. ההבחנה העיקרית בין FPGA ל-CPLD היא של-FPGA יש יותר משאבים לוגיים מ-CPLD, שהוא פשוט יותר ויש לו פחות חיבורים. שני גורמים נחשבים בעיקר בעת הפרדת ה-FPGA וה-CPLD. הראשון הוא הארכיטקטורה שלהם וכיצד היא מיישמת את פונקציות הלוגיקה השונות. שנית, טכנולוגיית המוליכים למחצה הספציפית המשמשת בחומרה.

במאמר זה תלמדו על ההבדל ביניהם CPLD ו FPGA . אבל לפני שנדון בהבדלים, עליך לדעת על CPLD ו-FPGA עם היתרונות והחסרונות שלהם.

מה זה CPLD?

CPLD הוא קיצור של 'התקני לוגיקה מורכבים ניתנים לתכנות' . זהו מעגל משולב המסייע בביצוע מערכות דיגיטליות. CPLD מורכב מבלוקים פונקציונליים הניתנים לתכנות, ולכל בלוק יש תאים מאקרו . אבני הבניין העיקריות של ה-CPLD הן מאקרו-תאים. הקלט/פלט של בלוקים פונקציונליים מחובר דרך מטריצת החיבורים הגלובלית (GIM) . מטריצת חיבור זה ניתנת להגדרה מחדש מכיוון ששינוי המגעים בין בלוקים פונקציונליים הוא בלתי אפשרי. בלוקים פונקציונליים אלו מקבילים לקבוצה של שערים לוגיים.

Java קרא קובץ csv

חשוב לקחת בחשבון את טכניקת התכנות, יכולת ה-I/P ויכולות הבלוק הפונקציונלי בעת תכנון CPLDs. באופן כללי, CPLDs אינם נדיפים ופשוטים לשימוש, והם זולים.

CPLDs מגיעים בסוגי חבילות IC ומשפחות לוגיות שונות. מתח האספקה, זרם ההמתנה, זרם ההפעלה ופיזור ההספק של CPLDs גם הם שונים. בנוסף, אלה זמינים עם יכולות זיכרון שונות ואפשרויות תמיכה בזיכרון. זיכרון נמדד בדרך כלל בסיביות או מגה-ביט, ותמיכה בזיכרון מכילה רום, זיכרון RAM ו RAM עם יציאות כפולות . זה כולל גם FIFO (נכנס ראשון, יוצא ראשון) ו LIFO (נכנס אחרון, יוצא אחרון) זיכרון, ו CAM (זיכרון הניתן להתייחסות לתוכן) .

רכיבי CPLD

ישנם מרכיבים שונים של CPLD. כמה מרכיבים עיקריים של CPLD הם כדלקמן:

בלוק פונקציה
ב-CPLD, לבלוק פונקציות יש מישור AND שעשוי לקבל קלט מבלוק קלט/פלט, בלוקי פונקציות, או אפילו תגובת אותו בלוק פונקציות. לאחר מכן, המונחים מתווספים למערך OR ונבחרים באמצעות מרובה גדול. ניתן להעביר את הפלט של ה-MUX מהבלוק ישירות או באמצעות כפכף שעון. לבלוק פונקציונלי זה עשוי להיות גם היגיון נוסף, כמו OR בלעדי לבחירה, אות איפוס ראשי ואפשרות לתכנת את הקוטביות במספר שלבים.בלוקים של קלט/פלט
בלוקי הקלט/פלט משמשים לשליחת אותות לפיני CPLD ברמות המתח והזרם המתאימות. היא מאפשרת הסרת עיכובים, הפחתת דרישות זמן החזקת המכשיר והוספת משאבים נוספים למכשיר.חיבור
חיבור של CPLD הוא מטריצה ​​גדולה של מתגים הניתנים לתכנות המכוונת את העברת האותות מחלק אחד של המכשיר לאחר.רכיבים ניתנים לתכנות
הוא גם משתמש ברכיבים הניתנים לתכנות כמו PROM, EPROM, EEPROM ו-Flash EPROM.

יתרונות וחסרונות של CPLD

ישנם יתרונות וחסרונות שונים של CPLD. כמה יתרונות וחסרונות עיקריים של CPLD הם כדלקמן:

יתרונות

1. קל לעצב אותו.
2. יש לו עלות פיתוח נמוכה.
3. זה עוזר לצמצם את שטח הלוח.
4. הוא מציע אמינות גבוהה.

חסרונות

1. זהו התקן לוגי הניתן לתכנות מסובך יותר.

מה זה FPGA?

FPGA הוא קיצור של 'מערכי שערים הניתנים לתכנות בשדה' . זהו התקן מוליכים למחצה המורכב ממטריצה ​​של בלוקים לוגיים הניתנים להגדרה המקושרים ביניהם באמצעות חיבורים ניתנים לתכנות. לאחר הייצור, FPGA עשוי להיות מתוכנת מחדש כך שיעמוד בדרישות. לרכיבי FPGA נוכחיים יש בערך 330000 לוגיקה חוסמת עם 1100 I/O .

משתמשים עשויים להשתמש ב- שפת תיאור חומרה (HDL) לתכנן ולהגדיר את המעגל. לאחר מכן, הוא עשוי להפעיל שער פשוט כמו שער AND או מערכת מסובכת כמו מעבד מרובה ליבות. זה שומר את כל התצורות בזיכרון הראשי. כתוצאה מכך, הפסקת חשמל עלולה למחוק את כל התצורות הללו.

לשיטת מחרוזת ב-java

רכיבים של FPGA

ישנם רכיבים שונים של FPGA. כמה מרכיבים עיקריים של FPGA הם כדלקמן:

בלוקים לוגיים ניתנים לתכנות
זה מאפשר יישום של פונקציות לוגיות.ניתוב ניתן לתכנות
זה מאפשר יישום פונקציות.בלוקים I/O
הוא משמש ליצירת חיבורי שבבים.

יתרונות וחסרונות של FPGA

ישנם יתרונות וחסרונות שונים של FPGA. כמה יתרונות וחסרונות עיקריים של FPGA הם כדלקמן:

יתרונות

1. ICs FPGA נגישים באופן נרחב וניתן לתכנת אותם במהירות באמצעות קוד HDL. כתוצאה מכך, הפתרון מוצע לשוק מהר יותר.
2. בתכנון FPGA, התוכנה מטפלת בניתוב, מיקום ותזמון. זה דורש פחות מעורבות ידנית. זרימת העיצוב מסירה זמן רב ומסובכת של מקום ונתב, תכנון רצפה ותזמון.
3. ל-FPGA יש את היכולת להיות מתוכנת ברמה הלוגית. כתוצאה מכך, הוא עשוי ליישם עיבוד אותות מהיר יותר ומקביל יותר. זה מאתגר למעבד לביצוע.
4. בניגוד לפיתוח ASIC, הכרוך משמעותית NRE (הוצאות לא חוזרות) וכלים יקרים, פיתוח FPGA זול יותר בגלל כלים פחות יקרים וללא NRE.
5. ניתן לתכנת FPGAs ברמת התוכנה בכל עת. כתוצאה מכך, ניתן לתכנת מחדש את ה-FPGA IC או לעשות בו שימוש חוזר ללא הגבלה. FPGAs עשויים להיות מתוכנתים גם מרחוק.

חסרונות

1. צריכת החשמל גבוהה יותר, ולמתכנתים יש מעט שליטה על אופטימיזציה של הספק ב-FPGA.
2. FPGAs הם אידיאליים עבור אב טיפוס וייצור בנפח נמוך. כאשר מספר ה-FPGAs שייווצר גדל, כך גם העלות למוצר עולה.
3. תכנות FPGA מצריך היכרות עם שפות התכנות VHDL/Verilog וכן את יסודות המערכת הדיגיטלית. התכנות אינו פשוט כמו זה המשמש בציוד מבוסס מעבד. מהנדסים חייבים גם ללמוד כיצד להשתמש בכלי סימולציה.
4. לאחר בחירת FPGA ושימוש בתכנון, על המפתחים להשתמש במשאבים הקיימים ב-FPGA IC, מה שמגביל את גודל העיצוב ואת התכונות. יש לבחור FPGA תקין מההתחלה כדי למנוע בעיה כזו.

הבדלים עיקריים בין CPLD ל-FPGA

ישנם הבדלים מרכזיים שונים ביניהם CPLD ו FPGA . כמה מההבדלים העיקריים בין CPLD ל-FPGA הם כדלקמן:

1. CPLD הוא קיצור של Complexable Programmable Logic Devices. לעומת זאת, FPGA הוא קיצור של Field Programmable Gate Arrays.
2. CPLD הוא מעגל משולב המסייע בביצוע מערכות דיגיטליות. לעומת זאת, FPGA הוא מעגל משולב שנוצר בעיקר כדי להיות מותאם אישית לאחר ייצור על ידי לקוח או מפתח.
3. FPGAs עשויים לכלול עד 100,000 בלוקים לוגיים קטנים. לעומת זאת, CPLDs עשויים לאחסן רק כמה אלפי בלוקים לוגיים.
4. FPGA מתאים לאפליקציות מסובכות. לעומת זאת, CPLD מתאים יותר לאפליקציות פשוטות יותר.
5. ל-FPGA צריכת חשמל גדולה יותר. לעומת זאת, ל-CPLD יש צריכת חשמל נמוכה יותר.
6. מבחינת ביצועים, FPGA מספק ביצועים יציבים שאינם תלויים בניתוב פנימי. לעומת זאת, ל-CPLD יש ביצועים בלתי צפויים המבוססים על ניתוב.
7. ה-CPLD שווה ערך ל- יָדִיד . מצד שני, FPGA דומה ל-a מערך שערים .
8. FPGA הוא שבב לוגי דיגיטלי שמבוסס עליו RAM . לעומת זאת, CPLDs הם מבוסס על EEPROM .
9. FPGA מסווג כדגנים. לעומת זאת, CPLD הוא דגן גס.
10. CPLD מסופק יותר מהגנה מ-FPGA מכיוון שיש לו זיכרון לא נדיף.
11. עיכובים ב-CPLDs צפויים באופן משמעותי יותר מאשר ב-FPGAs.

השוואה ראש בראש בין CPLD ל-FPGA

כאן תלמדו את ההשוואות הראש בראש בין CPLD ל-FPGA. ההבדלים העיקריים בין CPLD ל-FPGA הם כדלקמן:

סיכום

רכיבי FPGA מציעים מורכבות וגמישות רבה יותר ותכונות כגון זיכרון RAM על-שבב, ניהול שעון, פעולות DSP, מכפילים וכו'. מצד שני, CPLD צורך פחות חשמל מ-FPGA, וסביר יותר שישתמשו בהתקני FPGA לעתים קרובות בעיצובים שבהם שינויים מיושמים. לעומת זאת, מכשירי CPLD משמשים כאשר נדרשת לוגיקה דבק פשוטה וכאשר יש צורך במעגלים מיידיים עבור האפליקציה מכיוון ש-FPGA עובד במהירות איטית יותר בתחילה עקב טעינת התצורה מה-ROM החיצוני.